Name: 디지털 이미지 상관 관계와 함께 중간 변형 속도 소재 특성화 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2019-03-01T14:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 59 s
Description: 학습하세요 중간 변형 속도에서 재료 특성화를 위한 디지털 이미지 상관 관계 기법을 활용한 비접촉 변형 측정 방법입니다. 고속 카메라와 서보유압 로드 프레임을 사용하여 정확한 변형 데이터를 획득할 수 있습니다.

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저자는 Dmitrii Klishch, Michel Delannoy, 타일러 Musclow, 프레이저 커비, 조슈아 Ilse와 알렉스 Naftel에서 큰 도움이 인정합니다. 재정 지원에 의해 국가 연구 위원회 캐나다 (NRC) 보안 자료 기술 (SMT) 프로그램을 통해 또한 감사 드립니다.

1. 견본 준비
<ol><li>개 뼈 모양 ISO 표준6 에 따라 인장 표본 사전에 준비 합니다. 참고: 유사한 표본이 사용된4도 있습니다.</li>
	<li>(부하 측정에 대 한 필수) 탭 섹션에 인장 시 편 (스트레인 측정에 대 한 옵션) 계기 섹션에 스트레인 게이지를 설치.<ol>
<li>스트레인 게이지 크기, 온도, 전기 저항, 등4테스트 최대 확장에 따라 적절 한 모델을 선택 합니다.</li>
		<li>오염을 제거 하 여 적절 한 위치에 스트레인 게이지를 설치 소 프로 파 놀과 견본 표면 청소. 창과 섹션과 공칭 값 (즉, 아무 스트레스 농도)의 균일 한 응력 흐름을 보장 하기 위해 게이지 섹션에서 탭 섹션의 너비 보다 크거나에서 탭 섹션 스트레인 게이지를 설치, 그렇지 않으면 수치 분석 스트레인 게이지의 위치에 스트레스 값을 예측 하는 데 필요 합니다.</li>
		<li>휘트스톤 브리지 상자에 스트레인 게이지 와이어를 연결 합니다. 탑재 외부 철사에 연결 하는 와이어 연결 탭 필요한 경우 사용 합니다.</li>
		<li>간단한 로드와 경계 조건 읽고 스트레인 게이지를 확인 합니다. 표본에 알려진된 부하를 적용 (예: 걸어 표본에서 알려진된 질량) 스트레인 표시기를 확인 하 고.</li>
	</ol>
</li>
	<li>DIC에 대 한 표본을 다음과 같이 준비:<ol>
<li>고대비 기능 견본 표면 준비. 예를 들어 표본 백색 페인트 고 좋은 검은 점 들으로 얼룩. 시행 착오를 통해 각 반점은 약 3 픽셀 이상으로 구성 된 카메라 이미지 센서 크기에 얼룩 패턴을 일치 합니다. 참고: 스트레인 게이지 바람직하지 않은 서피스 기능을 방지 하기 위해 설치 된 측에 DIC를 수행 하지 마십시오.</li>
		<li>테스트를 하기 전에 건조 페인트를 남겨 주세요. 표본 테스트, 선호, 같은 날에 그것 그려졌다. 참고: 형식 및 페인트의 견실 함에 따라이 걸릴 수 있습니다 몇 시간. 이 페인트 되 과민 하 고 테스트 하는 동안 flaking에 발생 하기 전에 연장된 기간 (예를 들어, 몇 일) 동안 얼룩 덜 룩 한 견본을 두지 마십시오.</li>
	</ol>
</li>
</ol>2. 창업 절차
<ol><li>UPS (무정전 전원 공급 장치)에 버튼을 사용 하 여 제어 콘솔에 전원 켭니다. 고속 프레임에 펌프에서 격리 밸브는 열려, 확인 하 고 컴퓨터를 켜십시오.</li>
	<li>데스크탑부터 높은 속도 계산 Displacement.cfg 구성 선택 컨트롤러 응용 프로그램 클릭 재설정 취소 (아래 역 컨트롤) 연동 1. 참고: 다른 두 가지 지표 (프로그램 1 및 게이트 1) 빨간 때문에 됩니다 높은 압력 유압 아직 적용 되지 않습니다.</li>
	<li>확인 전용 제어 소프트웨어 (와 단말기에서 아닙니다) 프레임 제어할 수만 있습니다.</li>
	<li>지금, 유압 펌프 (HPU)를 시작 하 고 하나 (총 3)에 의해 서비스 매니폴드 (HSM 1) 하나를 엽니다. 부족 표시등까지 각 케이스 대기에 대 한 높은 표시기를 누르기 전에 깜박이 중지 합니다. 펌프는 오랜 시간 동안 떨어져, 기다리는 30의 급지대 펌프 시간 고압 펌프 오일 공급을 줄이 선택 하기 전에.</li>
	<li>다시 바탕 화면에서 테스트 디자인 소프트웨어를 시작 합니다. 도구 모음 확인에서 유닛 및 HSM 1 ON (녹색)는. 상단 메뉴에서 파일 > 새로 만들기 > 템플릿에서 테스트 사용자 지정 서식 파일을 선택한 후 긴장 테스트.</li>
</ol>3입니다. 스트레인 게이지의 설치
<ol><li>로드 프레임 크로스 헤드 제어 (휴대폰) 옆에 하 고 낮은 속도 (거북 아이콘) 스위치.</li>
	<li>테스트 챔버 내부 색상 코드 (빨간색, 흰색 및 검은색)을 사용 하 여 스트레인 게이지 상자 견본 strain gauge(s)의 와이어를 연결 합니다. 경우에 한 스트레인 게이지, SG 1 시리즈를 사용 합니다. 참고: 빨간색 리드는 별도 터미널 (여기 + 또는-), 백색과 검정 의미 및 신호 리드.</li>
	<li>컨트롤러 응용 프로그램에서 보조 입력 아래에 갈 긴장 긴장 (즉, 2%, 5% 또는 10%)의 최대 범위를 선택 하려면 1 (또는 2). 예를 들어 5%를 선택 하면 소프트웨어 매핑됩니다이 50000 µε에서 10 볼트 출력 고 5% 넘어 긴장을 측정할 수 없다.</li>
	<li>스트레인 게이지를 구성 하 여 다음 단계에 따라 휘트스톤 브리지 균형 컨디셔너 유틸리티 소프트웨어를 실행.<ol>
<li>휘트스톤 브리지에 대 한 수식을 사용 하 여 출력 전압을 계산: <img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/59168/59168eq1.jpg"> 여기, VO 는 출력 전압, VE 는 여기 전압, GF 게이지 요소 이다, ε1 는 50000 (5%), ε2와 ε3ε4 는 0 (완료 다리).</li>
	</ol>
</li>
	<li>다음 수식을 사용 하 여 이득을 계산: <img alt="Equation 2" src="/files/ftp_upload/59168/59168eq2.jpg">
</li>
	<li>컨디셔너 유틸리티 소프트웨어에서 게시물 앰프 이득 값은 9로 제한 앰프 이득에 대 한 1, 8, 64, 및 512의 옵션이 있습니다. 9976. 게시물 앰프 이득 1, 8, 64, 및 512의 다음 수식을 사용 하 여 앰프 이득에 대 한 다른 옵션에 따라 계산: <img alt="Equation 3" src="/files/ftp_upload/59168/59168eq3.jpg">
</li>
	<li>낮은 앰프 이득 게시물 앰프 9.9976 보다 낮은 이득 밖으로 주는 선택한 컨디셔너 유틸리티 소프트웨어에 이러한 값을 입력 합니다.</li>
	<li>높은 속도 데이터 수집 구성 소프트웨어를 실행 합니다. 긴장에서 채널 (채널 3, 4), 스트레인 게이지 (예: 50000)의 풀 스케일 범위를 입력 합니다. 참고: 채널 1과 2는 전용 변위 및 힘, 각각.</li>
	<li>다음 단계에 따라 0으로 스트레인 게이지 오프셋:<ol>
<li>먼저 소프트웨어, 스트레인 채널 (0 오프셋된 값을가지고)에 대 한 어떤 오프셋된 값을 제거 합니다. 참고:이 과정은 테스트 대상 (예: 테이블)에 휴식 하 고 부하에 포함 되지 않은 때 할 수 있다.</li>
		<li>그런 다음, 0으로 판독 긴장을 거의가지고 다리 균형 매개 변수 조정. 이것은 거친 조정 단계 이다.</li>
		<li>완전히 0으로 스트레인 관리자 소프트웨어에서 변형 값을가지고 피드백 0 매개 변수를 조정 합니다. 이 단계는 미세 조정.</li>
		<li>보장 하기 위해 입력된 매개 변수 정확 했다, 션트 사용 옵션을 클릭 합니다. 참고: 컨트롤러 응용 프로그램 소프트웨어에 스트레인 값 1640 µε 읽어야 한다 (와 + 또는-기호). 휘트스톤 브리지에서 션트 저항을 제거 하는 우회로 해제 기억 하십시오. 스트레인 값은 0으로 다시 갈 것입니다.</li>
	</ol>
</li>
	<li>컨디셔너 유틸리티 소프트웨어에서 두 개의 스트레인 게이지는 견본에 있다, 스트레인 2 에 클릭 하 고 모든 스트레인 게이지 설정 단계를 반복 합니다.</li>
</ol>4. 장착 테스트 견본
<ol><li>컨트롤러 응용 프로그램에서 수동 제어 를 활성화 하 고 전체 확장-125 m m 머리의 위치를 입력 합니다.</li>
	<li>수동 명령 사용 확인란을 해제 하 고 독점적인 제어 확인란의 선택을 취소를 클릭 합니다.</li>
	<li>장착 조명 기구를 사용 하 여 그립 안에 쿠폰을 맞춥니다. 탄성 코드 공간 설치 쿠폰을 주고 끌어 넣어진된 위치에 느슨하게 어댑터를 사용할 수 있습니다. 먼저 하단에 쿠폰을 조입니다.</li>
	<li>단말기에서 단말기를 활성화 하려면 오른쪽 상단 모서리에 키 아이콘을 밀어. 소프트웨어에 독점적인 제어 상자 선택 하지 있는지 확인 합니다. 최고 그립은 느슨한 표본에 부하의 바람직하지 않은 응용 프로그램을 방지 하기 위해 다는 것을 확인 하십시오.<ol>
<li>탄성 코드를 제거 하 고 그것을 활성화 하기 위해 컨트롤러에서 썸휠 아래 바퀴 아이콘을 밀어. 천천히 느슨하게 어댑터의 아래쪽 팔은 거의 완벽 하 게 철회 될 때까지 크로스 헤드는 거의-125 m m 머리를 내리게 하기 위해 휠을. 참고: 머리의 위치는 단말기에서 읽을 수 있습니다.</li>
	</ol>
</li>
	<li>단말기에서 키 아이콘을 다시 한번 드 휴대폰 활성화 추진. 컴퓨터와 컨트롤러 응용 프로그램 확인에 독점적인 제어 상자를 반환 하 고 수동 제어 를 사용 하 여 정확 하 게-125 m m 머리를가지고. 최고 그립은 무부하 쿠폰에 적용 되는 느슨한입니다.</li>
	<li>이제, 느슨하게 어댑터를 회전 하 여 렌치와 키 최고 그립을 조입니다. 그립을 강화 하면서 쿠폰을 트위스트 하지 마십시오.</li>
	<li>느슨하게 어댑터 사이의 중간 크로스 나선형 와셔를 확인 하 고 그들은 빡 빡 하 고 부하 기차 따라 아무 축 클리어런스 확인.</li>
	<li>또, 크로스 헤드 컨트롤 상자를 사용 하 여 높은 속도 (토끼 아이콘), 프레임을 반환 하 고 인클로저 문을 단단히 닫혀 있는지 확인.</li>
	<li>컴퓨터에는 인터록 클릭 합니다 (컨트롤러 응용 프로그램의 오른쪽)에 리셋 . 참고:는 인터록 포함 "1 끼" (한 끼 체인 모든 프레임 및 유압 펌프를 통해 실행), "프로그램 1" (컴퓨터 소프트웨어 제어, 예, 높은/낮은 속도), "문 1" (인클로저 및 속도 스위치), 그리고 "C-중지 1" (제어 중지) .</li>
	<li>머리를 수동으로 이동 하는 의도가 있을 때에, 실수로 소프트웨어에 숫자를 입력 하 고 이동 하는 머리를 피하기 위해 수동 명령 메뉴에서 수동 명령 사용 상자 선택을 취소 합니다.</li>
</ol>5. DIC 설치 준비
<ol><li>고속 카메라는 기가 비트 LAN 케이블을 사용 하 여 컴퓨터에 연결 합니다.</li>
	<li>고속 카메라와 MTC 프레임 컨트롤러 디지털 I/O 상자를 연결 합니다.</li>
	<li>DAQ 상자를 통해 MTS 프레임 컨트롤러에 컴퓨터를 연결 합니다. 힘과 변위 신호 MTS 컨트롤러에서이 상자를 통해 컴퓨터에 전송 됩니다.</li>
	<li>트리거 신호 및 동기화 신호에 대 한 DAQ 상자 고속 카메라를 연결 합니다.</li>
	<li>영향으로 착취 하는 프레임으로 동안을 피하기 위해 카메라와 견본 사이 상대 운동 테스트, 로드 프레임의 기지에 카메라를 탑재 합니다.</li>
	<li>신중 하 게 되도록 이미지 센서는 견본을 병렬 카메라를 배치 합니다. Telecentric 렌즈 (예를 들어, 광학 엔지니어링 23-64with 64 × 48 mm의 보기의 필드와 182 mm의 작동 거리)를 사용 하 여 밖으로의 비행기 움직임에서 원근 왜곡의 가능성을 줄이기 위해.</li>
	<li>카메라 설치 하는 동안는 시료의 최종 변형 고려 하 고 카메라의 시야 전체 테스트를 통해 견본을 커버 있는지 확인 합니다.</li>
	<li>컴퓨터에 소프트웨어 연결을 설정 하려면 Windows 제어판에서 네트워크 및 공유 센터를 선택 합니다. 다음 로컬 영역 연결을 클릭 합니다.</li>
	<li>로컬 영역 연결 속성에서 인터넷 프로토콜 버전 4 (TCP/IPv6)을 선택 하 고 IP 주소를 설정 합니다.</li>
	<li>고속 이미지 뷰어 소프트웨어 열고 클릭 검색 하 고 설정을 저장 합니다.</li>
	<li>카메라 옵션 버튼 클릭 하 고 외부 신호를 설정 하려면 I/O 탭을 선택 합니다.</li>
	<li>프레임 속도 프레임 해상도 설정 하려면 변수 버튼을 클릭 합니다. 데이터 분석 단계를 쉽게 로드 프레임의 고속 데이터 수집 시스템으로 같은 번호에 카메라 주파수와 데이터 수집 (DAQ) 상자 획득 율 설정</li>
	<li>
오픈 높은 고속 이미징 뷰어 DAQ 속도 하 고 필요한 채널과 프레임당 샘플을 선택 합니다.</li>
	<li>카메라 설치 후 여러 정적 이미지를 캡처하고 이미지 상관 관계 루틴을 사용 하 여 변형 필드를 계산 합니다. 참고: 최대 변형 및 변위에서이 잡음 플로어 측정은 하 고 이미지 품질의 질적 측정을 제공 합니다.</li>
</ol>6. 테스트 실행
<ol><li>상단 메뉴에서 테스트 디자인 소프트웨어에 따라 파일 > 새로 만들기 > 테스트 > 템플릿에서 테스트. 다음 사용자 지정 서식 파일 에서 긴장 테스트를 엽니다.</li>
	<li>새 테스트 실행 을 선택 하 고 유효한 파일 이름 (일반적으로 공백 없이 쿠폰의 이름)을 입력 합니다. 필요에 따라 필드를 수정 그런 다음 확인을 클릭 합니다.<ol>
<li>스트레인 게이지에는 4 채널 입력을 기억.</li>
		<li>시작 지점은 일반적으로-125 m m 이다. 이 올바르지 않으면 테스트 쿠폰을 손상을 시작 하기 전에 머리가이 값으로 이동 합니다 때문에 중요 하다.</li>
		<li>높은 속도 수집 속도 버퍼 크기 에 대 한 기본 값은 50, 000와 20000, 각각. 필요한 경우 테스트와 필요한 시간 해상도 (데이터 요소 간의 시간 간격)의 기간에 따라 이러한 숫자를 수정 합니다. 참고: 기본 매개 변수 결과 0.4의 기간에 대 한 데이터를 저장 s.</li>
		<li>선택 하는 램프 속도 공칭 원하는 머리 속도 (예를 들어 8000 m m/s), 다음 확인을 클릭 합니다.</li>
	</ol>
</li>
	<li>일련의 안내 후 테스트 실행 아이콘을 클릭 하 여 시작 될 것 이다 주요 하드웨어 시간을 확인 하 게 나타납니다.</li>
	<li>제어 콘솔에서 전환 모드를 선택 하는 고속. 이 고 부하 응용 프로그램에 대 한 큰 밸브를 활성화합니다. 밸브 1 을 선택 하는 기본 (빛에 입니다).</li>
	<li>컴퓨터 화면에서 일련의 단계를 표시 됩니다. 단계를 따르십시오.</li>
	<li>제어 콘솔에서 우울 하 게 하 고 팔/충전 누 산 기 스위치. 시스템은 이제 준비.</li>
	<li>화재 테스트 완료를 누릅니다.</li>
	<li>전환 모드를 선택 하는 표준 하 고 봉 (125 m m)에서 다시는 머리를 반환 하 고 콘솔에는 시작에 반환 (녹색 버튼)을 누릅니다.</li>
	<li>크로스 헤드 컨트롤 이동한 낮은 속도 (거북 아이콘)로 다시 전환 합니다.</li>
	<li>인클로저 열고 꺼내 표본. 컴퓨터에 저장 된 데이터 파일을 찾을 (대 한 높은 속도 데이터) C:\Datafiles\High 속도 데이터와 C:\Datafiles\Low 속도 데이터 (저속 데이터)에 대 한.</li>
</ol>7. 종료 절차
<ol><li>컨트롤러 응용 프로그램 소프트웨어에 HSM 1 낮 (은 노란색) 그리고 오프 (빨간색)을 설정 합니다. 이 매니폴드 닫고 펌프를 종료 합니다.</li>
	<li>테스트 디자인 소프트웨어의 저장 테스트 실행, 상단 메뉴에서 다음으로 필요한 경우 파일 > 저장 로 테스트를 선택 하십시오. 테스트 디자인 소프트웨어를 닫습니다.</li>
	<li>컨트롤러 응용 프로그램을 닫습니다. 필요한 경우에 소프트웨어를 닫기 전에 매개 변수를 저장 합니다. 컴퓨터를 종료 합니다.</li>
	<li>유압 밸브 (큰 레버) 닫고 다시 전원 버튼을 사용 하 여 UPS에 컨트롤 콘솔에 전원 해제 합니다.</li>
</ol>8. 데이터 분석
<ol><li>선택의 후 처리 소프트웨어에 로드 프레임 컴퓨터에서 원시 데이터를 내보냅니다.</li>
	<li>스트레인 게이지 표시기 게이지 섹션에에서 실제 부하를 계산 하 고 고속 DAQ에서에서 원시 부하 데이터와 비교. 고속 데이터 수집 데이터에에서 공명 하는 것이 심한 경우 스트레인 게이지에서 계산 된 부하를 사용 하 여 다음에서4단계.</li>
	<li>스트레스는 계기 섹션에서 σ게이지, P, 계산 된 부하에 따라 계기 섹션 x-섹션에서견본 횡단면을 계산: <img alt="Equation 4" src="/files/ftp_upload/59168/59168eq4.jpg">
</li>
	<li>다음 방법 중 하나에서 게이지 섹션에 부담을 가져올.<ol>
<li>평균 스트레인 게이지 섹션에서:<ol>
<li>부하, 탭 섹션 길이, 샘플의 탄성 계수, 그리고 단면적 탭 섹션 연신 율을 계산 합니다. 참고: 탄성 계수는 변형 속도의 함수, 경우는 반복 절차 (세부 설명 참조7)가 필요 합니다.</li>
			<li>탭 섹션 신장을 계기 섹션 신장을 전체 표본 신장 (즉 부하 프레임 머리 변위)에서 뺍니다.</li>
			<li>평균 스트레인 게이지 섹션 신장 및 초기 길이에 따라 게이지 섹션에서 계산 합니다.</li>
		</ol>
</li>
		<li>DIC에서 로컬 변형:<ol>
<li>(즉 두 분할) 표본 실패 게이지 섹션에 위치를 확인 하 고 실패 섹션의 부근에 있는 로컬 영역에 스트레인 필드 제한.</li>
			<li>측정 하 고 DIC는 사후 처리 선택의 소프트웨어를 사용 하 여 지역에 긴장을 기록.</li>
		</ol>
</li>
	</ol>
</li>
	<li>이전 단계에서 얻은 응력-변형 곡선을 그립니다.</li>
</ol>

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</ol>

저자는 공개 없다.

실험에서 얻은 원시 데이터 표본 형상과 스트레인 게이지 위치는 견본에 의해 좌우 된다. 낮은 변형 율 동적 테스트 압 전-전기 부하 세탁기에 의해 인수에 부하 데이터 변형에 부하 프레임에 통합 (브루스 외. 3 제안 > 10/s, 왕 외에. 9 100/s 하이 보고) 일반적으로 큰 진폭 진동 때문에 로드와 관련 된 동적 파도에서 고통. 그림 1견본 물자의 조합 같이 형상과 변형 속도 렌더링 수 있습니다 로드 세탁기 신호 잡음의 높은 수준으로 인해 허무. 따라서, 부하의 대체 방법은 고려 되어야 한다, 어떤 탭에 스트레인 게이지를 설치는 시료의 섹션은 가장 일반적인3. 측정 된 스트레인 데이터에서 부하를 계산 하기 위해 탭 섹션 (부하 계산 스트레인 게이지 설치 위치) 테스트 하는 동안 ...

대부분의 재료 보여 그들의 기계적인 동작1 에서 변형 속도 종속성의 어느 정도 하 고, 따라서 기계 quasistatic 변형 속도에 실시 한 테스트는 적합 하지 않습니다 동적 물성을 결정 하 응용 프로그램입니다. 재료의 변형 속도 의존성은 일반적으로 5 가지 유형의 기계 테스트 시스템을 사용 하 여 조사: 기존의 나사 드라이브 로드 프레임, 서보 유압 시스템, 높은-속도 서보 유압 시스템, 충격 테스터 및 Hopkinson 바 시스템 1. 분할 Hopkinson 바가 되어 과거에 대 한 재료의 동적 특성에 대 한 일반적인 시설 50 년2. 또한 Hopkinson 막대 중간 및 낮은 변형 속도에서 테스트를 수정 하는 노력 되었습니다. 그러나, 이러한 시설은 일반적으로 재료의 높은 스트레인 비율 characterizations 적합 (즉, 일반적으로 200/s 보다 큰). 중간 변형 속도 10−200/s의 범위에서에서 물성의 변형 율 특성에 문학에 있는 간격이 있다 (즉, quasistatic 및 높은 스트레인 비율 결과 사이에서 얻은 Hopkinson 바3), 때문에 시설 및 중간 변형 율 재료 테스트의 안정적인 절차의 부족에 제한 접근.
고속 서보 유압 부하 프레임 일정 하 고 미리 정의 된 속도에서 견본에 부하를 적용 됩니다. 이 인장 테스트에서 크로스 로드 시작 하기 전에 원하는 속도 도달 수 있는 여유 어댑터에서 프레임 혜택을 로드 합니다. 느슨하게 어댑터 여행 일정 한 거리 (예, 0.1 m m) 목표 속도 도달 하 게 머리를 허용 하 고 표본에 부하를 적용 시작. 고속 서보 유압 부하 프레임 일반적으로 변위 제어 모드에서 테스트를 수행 하 고 지속적인 엔지니어링 스트레인 요금3생산 일정 액추에이터 속도 유지 합니다.
표본 연신 율을 측정 하기 위한 기법 중 연락처 또는 비접촉 기법4로 일반적으로 분류 됩니다. 연락처 기술은 레이저 extensometers 비접촉 측정에 대 한 고용은 클립 extensometers, 악기의 사용을 포함 한다. 연락처 extensometers 관성 영향 하는 경향이 있기 때문에, 그들은 동적 테스트;에 적합 하지 않습니다. 비접촉 extensometers이이 문제에서 용납 하지 않는다.
디지털 이미지 상호 관계 (DIC)은 광학, 콘택트, 전체 필드 스트레인 측정 기술, 스트레인 게이지 스트레인/로드를 측정 하 여 관련 된 일부의 과제 (예를 들어, 울리는 현상)을 극복 하는 양자 택일 접근은와 동적 소재 특성5. DIC는 항상 전체 필드 스트레인 측정 중 시료 표면에서의 저항 스트레인 게이지 측정, 신장, 그리고 제한 된 장착 방법, 제한 된 범위의 제한 된 영역과 같은 한계에서 고통 받는 수는 실험입니다.
제시 절차 DIC 함께 고속 서보 유압 로드 프레임의 사용을 설명 하 고 실험 절차의 세부 정보를 명확 하 게 최근 개발된 표준 지침6 보완 문서로 사용할 수 있습니다. 테스트 설정의 다양 한 섹션 서보 유압 로드 프레임에 지켜질 수 있다 (예를 들어, 인장, 압축, 전단 및) 일반적인 quasistatic 부하와 심지어 프레임 뿐만 아니라, 그리고, 그러므로, 커버 기능의 광대 한 범위. 또한, DIC 섹션 사소한 수정 기계적 또는 열 테스트의 어떤 유형에 개별적으로 적용할 수 있습니다.

<table><tbody><tr><td>카메라 렌즈</td><td>Opto Engineering</td><td></td><td>텔레센트릭 렌즈 23-64</td></tr><tr><td>고속 카메라&nbsp;</td><td>SAX Photron 패스트캠&nbsp;</td><td></td><td></td></tr><tr><td>고속 DAQ&nbsp;</td><td>National Instruments</td><td>USB-6259</td><td></td></tr><tr><td>고속 서보-유압 로드 프레임</td><td>MTS 시스템 주식회사</td><td>맞춤형</td><td></td></tr><tr><td>잽 불릿 라이트 디퓨저&nbsp;</td><td>아딘 잽 불렛&nbsp;</td><td></td><td>&nbsp; 15&deg; 디퓨저&nbsp;</td></tr><tr><td>스트레인 게이지</td><td>마이크로 측정</td><td>모델 EA-13-062AQ-350</td><td></td></tr></tbody></table>

디지털 이미지 상관 관계와 함께 중간 변형 속도 소재 특성화

Intermediate Strain Rate Material Characterization with Digital Image Correlation

동적 부하에서 재료의 기계적 응답은 일반적으로 정적 조건; 동작 보다 다른 따라서, 일반적인 quasistatic 장비 및 소재 특성에 사용 되는 절차 동적 부하에서 재료에 대 한 적용 되지 않습니다. 재료의 동적 응답의 변형 속도에 따라 달라 집니다 그리고 높은으로 광범위 하 게 분류 됩니다 (즉, 200/s 보다 큰), 중급 (즉, 10−200/s)와 낮은 변형 속도 (즉, 아래 10/s) 정권. 각각의 이러한 정권 획득된 데이터의 신뢰성을 보장 하기 위해 특정 시설 및 테스트 프로토콜에 대 한 호출 합니다. 고속 서보 유압 시설과 검증된 테스트 프로토콜에 제한 된 액세스로 인해 중간 긴장 율에 있는 결과에서 눈에 띄는 차이가 있다. 현재 원고가 중간 변형에 다른 재료의 특성에 대 한 검증된 프로토콜을 제공합니다. 스트레인 게이지 계측 및 디지털 이미지 상관 관계 프로토콜 모든 단일 테스트에서 최대 수준의 상세한 데이터를 추출 하 무료 모듈로 포함 됩니다. 다양 한 재료와 테스트 설정에서에서 얻은 원시 데이터의 예 (예:, 인장 전단 및)는 출력 데이터를 처리 하는 데 사용 하는 분석 절차 설명. 마지막으로, 시설의 한계 및 잠재적인 문제를 극복의 방법 현재 프로토콜을 사용 하 여 동적 특성화의 과제는 설명 합니다.

동적 테스트의 기간은 일반적으로 스트레스 파도 부하 열차 (즉, 표본, 그립과 로드)의 길이 왕복 여행에 필요한 시간에 비해 시스템1. 동적 테스트는 수와 동적 테스트 동안 스트레스 파의 진폭을 동적 균형을 달성 하 고, 표본을 경험 거의 일정 한 변형 율에서 균질 변형 제어 되는 경우에 유효 합니다. 자동차 엔지니어 협회 (SAE) 초안 SAE J2749는 견본을 통해 전파 되려면 최소 10 탄성 반사 파도 대 한 호출 하는 표준8 게이지 견본 항복 포인트 이전 길이. 높은 자연 주파수 시스템은 일반적으로 낮은 진폭으로 진동 (즉, 신호, 일반적으로 입력 하는 단계에 대 한 응답의 진동)를 둥글게 했습니다. 이 울리는 현상은 높은 변형 속도에 매체에서 동적 테스트에서 주요 과제 이다. 둥글게 (즉의 주파수 및 진폭 진동 신호)의 수준은 부하 프레임에서 가져온 원시 부하 데이터 허용 인...

여기 우리 고속 서보 유압 로드 프레임을 사용 하 여 중간 스트레인 속도로 인장 표본 동적 특성에 대 한 방법론 제시. 절차는 표본에 디지털 이미지 상호 관계 스트레인 측정을 위해 뿐만 아니라 스트레인 게이지 계측 및 분석, 대 한도 정의 됩니다.

The mechanical response of a material under dynamic load is typically different than its behavior under static conditions; therefore, the common ...

재료의 기계적 성능은 부하 응용 프로그램의 속도에 따라 달라집니다. 당사의 프로토콜은 중간 변형률로 재료 동작을 캡처하는 데 사용할 수 있습니다. 이 기술의 주요 장점은 비접촉식, 전야 스트레인 측정 기술을 사용하여 고속 카메라로 표면 균주를 포착하는 동안 재료가 특징지어질 수 있다는 것입니다.재료의 중간 변형 속도 특성화는 종종 적절한 표본 설계 및 테스트 프로토콜을 통해 피해야 결과에 울리는 라는 바람직하지 않은 진동을 처리해야합니다. 절차를 시작하기 전에, 표준화 매개 변수에 대한 국제 기구에 따르면, 개 뼈 모양의 인장 표본을 준비합니다. 다음으로, 높은 대비 특징을 나타내기 위해 시편의 표면을 페인트합니다.각 다크 콘트라스트 피쳐와 같은 카메라 이미지 센서 크기와 콘트라스트 패턴을 일치시키는 것은 약 3픽셀 이상으로 구성된 다음, 시편을 따로 놓고 페인트를 건조하게 한다. 시편이 준비되면 전원을 제어 콘솔로 켜고, 컴퓨터를 켜기 전에 펌프에서 고속도 프레임까지 격리 밸브가 열려 있는지 확인합니다. 바탕 화면에서 컨트롤러 응용 프로그램을 시작하여 높은 속도 계산 변위 cfg 구성을 선택하고 재설정을 클릭하여 연동을 지웁글 수 있습니다.유압 펌프를 시작하고 서비스 매니폴드를 한 번에 하나씩 열고 낮은 표시등이 깜박이는 것을 멈출 때까지 기다렸다가 각 매니폴드에 대한 높은 표시기를 누른다. 테스트 설계 소프트웨어를 시작하고 유압 펌프와 하이 서비스 매니폴드 가 켜지고 있는지 확인합니다. 그런 다음 템플릿 및 사용자 지정 템플릿에서 테스트하고 장력 테스트를 선택, 파일, 새, 테스트합니다.스트레인 게이지 설정의 경우, 하중 프레임 크로스헤드 컨트롤의 스위치를 낮은 속도로 설정하고, 시편 스트레인 게이지의 와이어와 일치시키고, 와이어 색상에 따라 시험 챔버 내부의 스트레인 게이지 박스의 전선에 일치한다. 그런 다음, 보조 입력 및 변형 에 따라 컨트롤러 응용 프로그램에서 균주의 최대 범위를 선택합니다. 다음으로 수동 제어를 활성화하고 머리의 위치를 영하 125mm로 전체 연장으로 입력합니다.사용 가능 수동 명령 확인란을 끄고 전용 컨트롤 란의 선택을 취소합니다. 탄성 코드는 쿠폰을 설치하기위한 공간을 만들기 위해 철회 된 위치에 여유 어댑터를 보유하는 데 사용할 수 있습니다. 장착 설비를 사용하여 그립 내부의 쿠폰을 정렬합니다.키 아이콘을 눌러 핸드셋을 활성화하고 소프트웨어의 독점 제어 상자가 선택되지 않은지 확인합니다. 시편에 바람직하지 않은 하중 응용 프로그램을 방지하고 탄성 코드를 제거하기 위해 상단 그립이 느슨한지 확인합니다. 휠 아이콘을 눌러 컨트롤러를 활성화하고 휠을 천천히 굴려 느슨한 어댑터의 하단 팔이 거의 완전히 후퇴할 때까지 머리를 아래로 가져옵니다.키 아이콘을 다시 눌러 핸드셋을 비활성화하고 수동 컨트롤을 사용하여 전용 컨트롤 박스를 확인하여 머리를 정확히 뺀 125밀리미터로 가져옵니다. 렌치와 키를 사용하여 느슨한 어댑터를 회전하여 쿠폰을 비틀지 않고 상단 그립을 조이고, 느슨한 어댑터와 중간 크로스 헤드 사이의 나선형 와셔를 확인하여 와셔가 단단하고 로드 트레인을 따라 공착 간격이 없는지 확인합니다. 그런 다음 프레임을 높은 속도로 반환하고 인클로저 문이 단단히 닫혀 있는지 확인합니다.디지털 이미지 상관 관계를 위해 계측기를 설정하려면 고속 이미징 뷰어 소프트웨어를 열고 설정을 저장하기 전에 감지를 클릭합니다. 카메라 옵션을 클릭하고 입력 출력 탭을 선택하여 외부 신호를 설정합니다. 프레임 속도 및 프레임 해상도를 설정하려면 변수를 클릭하고 카메라 주파수와 데이터 수집 상자 획득 속도를 로드 프레임의 고속 데이터 수집 시스템과 동일한 번호로 설정합니다.그런 다음 고속 이미징 뷰어에서 고속 데이터 수집을 열고 프레임당 필요한 채널 및 샘플을 선택합니다. 테스트를 실행하려면 장력 테스트를 열고 새 테스트 실행을 선택하여 유효한 파일 이름을 입력합니다. 필요에 따라 필드를 수정하고 확인을 클릭합니다.램프 속도의 경우 명목이 원하는 헤드 속도를 선택하고 확인을 클릭합니다. 실행 아이콘을 클릭하여 테스트를 시작할 수 있는 키 하드웨어를 확인해야 한다는 일련의 프롬프트가 나타납니다. 제어 콘솔에서 암 충전 축전기 스위치를 누르고 고정하여 시스템을 무장시 합니다.그런 다음 불을 눌러 테스트를 완료합니다. 테스트 속도는 초당 약 8미터의 자동차 충돌 시뮬레이션 속도를 적용할 수 있는 실제 시나리오를 기반으로 계산되어야 합니다. 데이터 분석을 위해 로드 프레임 컴퓨터에서 원시 데이터를 선택한 후처리 소프트웨어로 내보내고 표본이 실패한 게이지 섹션의 위치를 결정합니다.변형 필드를 장애 섹션 부근의 로컬 영역으로 제한하고 로컬 영역에서 변형을 측정하고 기록합니다. 그런 다음, 측정에서 얻은 응력 변형 곡선을 그립니다. 이 두 테스트 모두 제대로 수행되었지만 부하 프레임 힘 링크에서 직접 추출된 부하 데이터는 탭 섹션 스트레인 게이지와 같은 대체 부하 측정 기법에서 이 테스트에서 사용할 수 없었습니다.그러나 이 테스트에서로드 프레임의 원시 로드 데이터는 스트레인 게이지 부하와 양호한 일치했습니다. 전체 게이지 섹션에 시간이 지남에 따라 변형 필드 진화를 가진 개 뼈 알루미늄 시편에 대한 디지털 이미지 상관 결과의 대표적인 예가 도시된다. 시편의 지정된 단면 내에서 균일한 변형은 테스트 중에 적절한 하중 및 데이터 분석을 보여 줍니다.그리고 마지막 이미지에서 디지털 이미지 상관 관계의 손실은 페인트 박리의 결과로 심한 목에 기인하고 고장 영역 의 부근에서 실패 직전에 피할 수 있었다. 디지털 이미지 상관 관계및 로드 프레임 크로스 헤드 변위 데이터로부터 얻은 이러한 응력 변형 곡선은 전체 게이지 섹션에 대한 평균 응력 변형을 설명하고 기술의 유효성과 결과 간의 좋은 합의를 보여줍니다. 결과의 포괄적인 평가는 프로토콜이 유효한 가정의 경계 내에서 수행되도록 합니다.관성 지배적 인 정권 또는 미끄럼 방지 조건 및 그립과 같은. 이 절차에 따라 깎아지른 듯한, 굽힘, 펑크 또는 압축 테스트와 같은 다양한 기계적 특성화 테스트를 다양한 재료에서 수행할 수 있습니다. 이 기술은 준 정적 테스트와 초고균 속도 특성화 기술 사이의 격차를 채웁니다.재료 행동을 변형률의 함수로 완전히 특성화할 수 있습니다.

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Research

연구

JoVE Journal

Engineering

공학

Digital Image Correlation을 통한 중간 변형률 물질 특성화

치과 수지 복합 수복물의 중합 수축 응력의 공간적 발전을 이해하기 위해서는, 디지털 이미지의 상관 관계는 중합 전후에 찍은 복구 이미지의 상관 관계를 복원 모델 유리 충치의 전체 필드 변위 / 변형 측정을 제공하는 데 사용되었다.

시뮬레이션 구멍 치과 복합의 수축은 디지털 이미지의 상관 관계로 측정

우리는 단축 인장 시험을 거친 혈관 조직 샘플의 국소 표면 변형장을 특성화하기 위해 디지털 이미지 상관관계를 사용하는 방법을 설명합니다. 이러한 측정은 샘플의 기계적 반응의 정확한 정량화와 구성적 응력-변형률 관계의 생성을 용이하게 합니다.

디지털 이미지의 상관 관계를 사용하면 혈관 조직 표본의 로컬 균주의 특성을

이 프로토콜에서 대 퇴 골 표면 긴장 골절 디지털 이미지 상호 관계 기술을 사용 하 여 테스트 하는 동안에 견적 된다. 방법의 참신 대 퇴 골 표면, 신중 하 게 지정 된 조명, 고속 비디오 캡처 및 스트레인 계산에 대 한 디지털 이미지 상호 관계 분석에 높은 대비 확률적 얼룩 패턴의 응용 프로그램을 포함 한다.

방법 골절 디지털 이미지 상관 관계를 사용 하 여 테스트 하는 동안 싱가포르로 대 퇴 골 피 질 긴장을 예상

Microstructurally 작은 피로 균열 성장 동작 하위 곡물 수준에서 누적 변형 필드 공개 균열 성장 속도 측정 및 스트레인 필드 분석을 결합 하 여 비 발한 방법론 접근을 사용 하 여 조사입니다.

전체 필드 스트레인 측정 Microstructurally 작은 피로 균열 전파 디지털 이미지 상관 관계 메서드를 사용 하 여

이 작품은 증폭 메커니즘과 향상된 3D 프린터를 사용하여 제조 된 폴리 디메틸 실록산 현미경으로 구성된 변형 측정 센서를 제공합니다.

개선된 3D 프린터로 변형 측정 장치 생산

디지털 이미지 상관 관계는 공진 테스트 기계의 피로 테스트에 사용되어 거시적 균열을 감지하고 용접 된 표본의 균열 전파를 모니터링합니다. 시편 표면의 균열은 증가 된 균주로 볼 수 있게됩니다.

디지털 이미지 상관 관계를 사용하여 용접된 시편의 공진 피로 테스트에서 균열 모니터링

이 논문은 힘줄 외식편 내에서 국소 2D 조직 변형을 측정하기 위한 오픈 소스 디지털 이미지 상관 알고리즘에 대해 설명합니다. 이 기술의 정확성은 여러 기술을 사용하여 검증되었으며 공개적으로 사용할 수 있습니다.

오픈 소스 디지털 이미지 상관관계를 통한 힘줄의 국소 조직 변형 측정

실리콘 표면에 미세한 입자를 부착하여 실리콘 표면에 영구적인 표시와 패턴을 적용하는 방법을 제시합니다. 마킹은 인식 가능한 디자인일 수도 있고 디지털 이미지 상관 관계에 사용되는 것과 같은 임의의 스페클 패턴일 수도 있습니다.

미세한 입자의 영구적이고 견고한 스텐실 패턴을 엘라스토머 표면에 적용

광학 불투명 유체 또는 광학적으로 불투명 한 형상을 통해 속도의 2 차원 필드를 습득 할 수있는 에코 입자 이미지 velocimetry (EPIV) 시스템이 설명되어 있으며, 파이프 흐름 검증 측정은보고됩니다.

입자 이미지 Velocimetry 에코

우리는 구조적으로 복잡한 물질로 흩어져 빛의 방향으로 공간 변화를 샘플링 비파괴 방법을 제시한다. 동시에 고해상도 이미지와 미세 규모의 방향 기여를 캡처하는 동안 물질이 그대로 유지함으로써, 우리는 총 규모의 산란 행동을 유지합니다. 결과는 생물학 관련 위치와 규모에서 소프트웨어의 시각이다.

생물 재료의 공간적 및 방향성에 따라 변화 광산란 측정

학습하세요 중간 변형 속도에서 재료 특성화를 위한 디지털 이미지 상관 관계 기법을 활용한 비접촉 변형 측정 방법입니다. 고속 카메라와 서보유압 로드 프레임을 사용하여 정확한 변형 데이터를 획득할 수 있습니다.

디지털 이미지 상관 관계와 함께 중간 변형 속도 소재 특성화

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